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1、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)模擬試題1參考答案一、 選擇(10分,每小題1分)1采用“少品種、大批量”的做法,強(qiáng)調(diào)的是“規(guī)模效益”,這種制造模式被稱(chēng)為 A 。A. “傳統(tǒng)模式” B. “精益生產(chǎn)”C. “敏捷制造” D. “精益敏捷柔性”2利用工具電極與工件之間的放電現(xiàn)象從工件上去除微粒材料達(dá)到加工要求的機(jī)床,稱(chēng)為 C 。A. 電火花線(xiàn)切割機(jī)床 B. 電解加工機(jī)床C. 電火花加工機(jī)床 D. 電子束加工機(jī)床3利用一套標(biāo)準(zhǔn)元件和通用部件按加工要求組裝而成的夾具,稱(chēng)為 A 。A. 組合夾具 B. 專(zhuān)用夾具C. 成組夾具 D. 隨行夾具4使用要求相同的零部件按照現(xiàn)行的各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造,稱(chēng)為 C 。A.
2、 產(chǎn)品系列化 B. 結(jié)構(gòu)典型化C. 標(biāo)準(zhǔn)化 D. 零部件通用化5機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)各末端執(zhí)行件之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性和均勻性精度,稱(chēng)為 C 。A. 幾何精度 B. 運(yùn)動(dòng)精度C. 傳動(dòng)精度 D. 定位精度6要求導(dǎo)軌導(dǎo)向性好,導(dǎo)軌面磨損時(shí),動(dòng)導(dǎo)軌會(huì)自動(dòng)下沉,自動(dòng)補(bǔ)償磨損量,應(yīng)選 B 。A. 矩形導(dǎo)軌 B. 三角形導(dǎo)軌C. 燕尾形導(dǎo)軌 D. 圓柱形導(dǎo)軌7一個(gè)運(yùn)動(dòng)功能式為的四自由度搬運(yùn)機(jī)器人是 D 。A. 關(guān)節(jié)型機(jī)器人 B. 求坐標(biāo)型機(jī)器人C. 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人 D. 直角坐標(biāo)型機(jī)器人8一個(gè)料斗同時(shí)向幾臺(tái)機(jī)床供料時(shí),通常使用 D 。A.上料器 B. 隔料器C.減速器 D. 分路器9磨床進(jìn)給量的單位為 C 。A.毫
3、米/每轉(zhuǎn) B. 毫米/沖程C.毫米/分鐘 D. 轉(zhuǎn)/分鐘10機(jī)床主運(yùn)動(dòng)空轉(zhuǎn)時(shí)由于傳動(dòng)件摩擦、攪油、空氣阻力等原因使電動(dòng)機(jī)消耗的一部分功率,稱(chēng)為 C 。A.切削功率 B. 機(jī)械摩擦損耗功率C.空載功率 D. 額定功率二、填空(20分,每小題1分)120世紀(jì)末,世界已進(jìn)入_知識(shí)_經(jīng)濟(jì)時(shí)代。2加工后零件對(duì)理想尺寸、形狀和位置的符合程度,稱(chēng)謂_加工精度_。3普通車(chē)床的主參數(shù)是在床身上的_最大回轉(zhuǎn)直徑_。4進(jìn)行產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)通常從_基型_產(chǎn)品開(kāi)始。5機(jī)床_抗振能力_是指機(jī)床在交變載荷作用下,抵抗變形的能力。6快速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)_起動(dòng)_時(shí)消耗的功率最大。7影響機(jī)械制造裝備加工精度的因素很多,與機(jī)械制造裝備本身
4、有關(guān)的因素有幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度、定位精度和_低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性_等。8正常人人耳能夠聽(tīng)到的最小聲壓稱(chēng)為聽(tīng)閾,其值等于_2×10-5_Pa。9國(guó)產(chǎn)的GGB型直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌副由制造廠(chǎng)用選配_不同直徑鋼球_的辦法確定間隙或預(yù)緊。10導(dǎo)軌間隙常用壓板、_鑲條_來(lái)調(diào)整。11主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后,在無(wú)載荷、_低速_轉(zhuǎn)動(dòng)條件下,在安裝工件或刀具的主軸部位的徑向和端面圓跳動(dòng)。12在自動(dòng)換刀裝置中,蝸桿、蝸輪傳動(dòng)采用_單頭雙導(dǎo)程_蝸桿消除嚙合間隙。13在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中,齒輪傳動(dòng)間隙的消除有剛性調(diào)整法和_柔性調(diào)整法_兩類(lèi)方法。14用墊片式調(diào)整滾珠絲杠螺母副的間隙時(shí),通過(guò)改變_墊片的厚薄_來(lái)改
5、變兩螺母之間的軸向距離,實(shí)現(xiàn)軸向間隙消除和預(yù)緊。15導(dǎo)軌的卸荷方式有_機(jī)械卸荷_、液壓卸荷和氣壓卸荷。16在機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)軸軸線(xiàn)位置的選取中,對(duì)于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),取_ Zi _與i關(guān)節(jié)的軸線(xiàn)重合。17齊次坐標(biāo)變換矩陣是將和_0R1_合寫(xiě)在一起表示。18在末端執(zhí)行器上所夾持工件的角速度是所有回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的_角速度_的矢量和。19升降臺(tái)銑床的主參數(shù)是工作臺(tái)工作面的寬度,主要性能指標(biāo)是工作臺(tái)工作面的_長(zhǎng)度_。20各種類(lèi)型機(jī)床對(duì)溫升都有一定限制,如精密機(jī)床,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下允許溫升為_(kāi)1520_。三、問(wèn)答(15分,每小題3分)1試述確定標(biāo)準(zhǔn)公比的原則?答:因?yàn)檗D(zhuǎn)速由至必須遞增,所以公比應(yīng)大于1;(1分)為了限制轉(zhuǎn)
6、速損失的最大值不大于50%,則相應(yīng)的公比不得大于2,故;(1分)為了使用記憶方便,轉(zhuǎn)速數(shù)列中轉(zhuǎn)速呈10倍比關(guān)系,故應(yīng)在(為正整數(shù))中取數(shù);如采用多速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),通常電動(dòng)機(jī)為(3000/1500)r/min或(3000/1500/750)r/min,故也應(yīng)在(為正整數(shù))中取數(shù)。(1分)2試確定機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速?答:按照典型工序的切削速度和刀具(工件)直徑,可由下式算出機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速:r/min(1分)r/min (1分)式中、可根據(jù)切削用量手冊(cè)、現(xiàn)有機(jī)床使用情況調(diào)查或切削試驗(yàn)確定。、不是機(jī)床上可能加工的最大最小直徑,而是指實(shí)際使用情況下,采用、時(shí)常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑。(1分)3對(duì)
7、于普通機(jī)床,如何確定常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑、?答:對(duì)于普通機(jī)床 (1分)(1分)式中:為機(jī)床能安裝的最大工件直徑,臥式車(chē)床:,搖臂鉆床:,(1分)4在機(jī)床分級(jí)主軸變速箱設(shè)計(jì)中,如何選用公比?答:(1)對(duì)于通用機(jī)床,輔助時(shí)間和準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間長(zhǎng),機(jī)動(dòng)時(shí)間在加工周期中占的比重不是很大,轉(zhuǎn)速損失不會(huì)引起加工周期過(guò)多的延長(zhǎng),為了機(jī)床變速箱結(jié)構(gòu)不過(guò)于復(fù)雜,一般取或1.41等較大的公比;(1分)(2)對(duì)于大批大;大批大量生產(chǎn)的專(zhuān)用機(jī)床、專(zhuān)門(mén)化機(jī)床及自動(dòng)機(jī),情況卻相反,通常取或1.26等較小的公比;(1分)(3) 對(duì)于非自動(dòng)化小型機(jī)床,加工周期內(nèi)切削時(shí)間遠(yuǎn)小于輔助時(shí)間,轉(zhuǎn)速損失大些影響不大,常采用、1.78甚至2等
8、更大的公比,以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)。(1分)5在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),如何限制齒輪的最大傳動(dòng)比和最小傳動(dòng)比及各傳動(dòng)組的最大變速范圍?答:(1)設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),為避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸,一般限制直齒圓柱齒輪的最小傳動(dòng)比,為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差,減少振動(dòng)噪聲,一般限制直齒圓柱齒輪的最大升速比。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn),可取。(1分)(2)各傳動(dòng)組的最大變速范圍為(1分)(3)設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),由于轉(zhuǎn)速通常較低,傳動(dòng)功率小,零件尺寸也較小,上述限制可放寬為,最大變速范圍為(1分)四、分析推導(dǎo)(12分,每小題3分)1試述圖1所示諧波減速器工作原理,求出當(dāng)波發(fā)生器主動(dòng),剛輪固定,柔輪從動(dòng)時(shí)
9、的傳動(dòng)比? (4分)答:(1)柔輪在波發(fā)生器作用下變成橢圓,使其長(zhǎng)軸兩端的齒與剛輪完全嚙合,短軸完全脫開(kāi),其余的齒視回轉(zhuǎn)方向的不同分別處于“嚙入”、“嚙處”狀態(tài),由于柔輪比剛輪少兩個(gè)齒,當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí),嚙入嚙出區(qū)將隨著橢圓長(zhǎng)短軸的相位的變化而依次變化,于是柔輪就相對(duì)于不動(dòng)的剛輪沿波發(fā)生器轉(zhuǎn)向相反的方向作低速回轉(zhuǎn)。(2分)(2)當(dāng)剛輪固定時(shí),則傳動(dòng)比為:(2分)2試述采用齒差式調(diào)整滾珠絲杠間隙的方法,求出兩螺母相對(duì)軸向位移? (4分)答:(1)左右螺母法蘭盤(pán)外圓上制有外齒輪,齒數(shù)常相差1。這兩個(gè)外齒輪又與固定在螺母體兩側(cè)的兩個(gè)齒數(shù)相同的內(nèi)齒圈相嚙合。調(diào)整方法是兩個(gè)螺母相對(duì)其嚙合的內(nèi)齒圈同向
10、都轉(zhuǎn)一個(gè)齒。則兩個(gè)螺母相對(duì)軸向位移為: (2分)(2) 當(dāng)兩齒輪齒數(shù)相差1,并同時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)1個(gè)齒:則 式中:L滾珠絲杠導(dǎo)程; k同時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)(2分)3試證明三聯(lián)滑移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于4。(4分)答:(2分)因?yàn)樗砸虼?(2分)五、轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì)(13分)某數(shù)控車(chē)床,主軸最高轉(zhuǎn)速 r/min,最低轉(zhuǎn)速r/min。采用直流調(diào)速電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)功率 kW,電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速r/min,最高轉(zhuǎn)速 r/min。試設(shè)計(jì)分級(jí)變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)(要求無(wú)功率缺口)。(13分)(1)確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速。(2分)(2)確定變速級(jí)數(shù)和公比。(4分)(3)確定主電動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速。(2分)(4)畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖和功率特
11、性圖。(5分)答:(1)r/min(2分)(2); ; (2分)當(dāng)時(shí),有功率“缺口”; 當(dāng)時(shí),無(wú)功率“缺口”,但降速比,如果帶輪部分降速比為2,仍有降速比4.71>4不可選用;當(dāng)時(shí),無(wú)功率“缺口”,可選用。(2分)(3); r/min(2分)(4)1)分級(jí)變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)式:2)分配降速比3)驗(yàn)算最后變速組變速范圍:合格4)繪制轉(zhuǎn)速圖 (5分)六、機(jī)器人設(shè)計(jì)計(jì)算(10分)試求三自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能矩陣T0,m(10分)答: 式中:,(7分)(3分)七、手腕(10分)圖示為三自由度的機(jī)械傳動(dòng)手腕的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖,試求當(dāng)S、B軸不轉(zhuǎn),T軸以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由行星輪2和14自傳運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)出附加的手抓的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和手腕俯仰運(yùn)動(dòng)。(10分)答:(1)當(dāng)S、B軸不轉(zhuǎn),T軸旋轉(zhuǎn)時(shí),齒輪、為行星齒輪,殼體10成為行星架,齒輪、連同殼體10構(gòu)成兩行星輪系,則行星輪自傳運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)出附加的手抓的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng): ,產(chǎn)生誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng):;(5分)行星輪自傳
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